免費(fèi)的I/O：改進(jìn)FPGA時(shí)鐘分配控制

圖4 AMC時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)控制

可編程性重新定義了時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)

一個(gè)可編程的時(shí)鐘分配IC，如ispClock5406D專(zhuān)門(mén)為高性能的通信和計(jì)算應(yīng)用而設(shè)計(jì)，如PCI Express、ATCA、MicroTCA和AMC。這些可編程IC的主要功能包括一個(gè)超低相位噪聲的PLL、輸出部分支持多種邏輯標(biāo)準(zhǔn)和雙偏移控制。

這類(lèi)可編程時(shí)鐘分配IC的主要優(yōu)點(diǎn)包括：
可編程偏移通過(guò)減少蜿蜒的走線從而簡(jiǎn)化了電路板布局，并有助于增加時(shí)序容限、縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

能夠通過(guò)一個(gè)可編程的輸出阻抗特性來(lái)匹配走線阻抗。與更高的輸出VCC和接地引腳相結(jié)合，提高了時(shí)鐘信號(hào)的完整性。此外，由于輸出阻抗可以按每個(gè)器件來(lái)調(diào)整，器件與器件間輸出阻抗的差異最小化，從而提高生產(chǎn)合格率。一個(gè)片上可編程輸出阻抗還可以彌補(bǔ)使用輸出阻抗匹配電阻而引起的要用更大的電路板面積的需求。

一個(gè)通用扇出緩沖器，可以通過(guò)編程來(lái)驅(qū)動(dòng)多種信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，減少了對(duì)獨(dú)立的（有時(shí)部分使用）信號(hào)轉(zhuǎn)換器的需求，因此減少了時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的層次，并且降低了整個(gè)電路板的時(shí)序要求。

低抖動(dòng)和良好匹配的輸出-輸出偏移，可以提供額外的時(shí)序容限。

每個(gè)IC的配置可保存在片上非易失性存儲(chǔ)器中，通過(guò)JTAG接口進(jìn)行重新編程。然后器件的某些特定方面可以通過(guò)一個(gè)I2C接口進(jìn)行修改。因?yàn)樵撈骷乃械闹饕δ芏际强删幊痰?，設(shè)計(jì)人員可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的器件，如ispClock5406D以滿(mǎn)足其系統(tǒng)時(shí)鐘需求，并且降低成本。

綜述

可編程時(shí)鐘器件集成了主要的時(shí)序元件，如一個(gè)PLL、分頻器、扇出緩沖器、零延遲緩沖器，從而節(jié)省電路板面積、降低成本，并提高性能。使用諸如ispClock5400D系列器件，設(shè)計(jì)人員可以更好地規(guī)劃其特定系統(tǒng)的理想時(shí)鐘產(chǎn)生和分配電路，更好地利用其FPGA上的I/O。